K9K BP (dCi 65/90/110)

Restait à l’appliquer a de plus petites cylindrées. C'est chose faite dorénavant avec l'apparition du K9K de 1.5 l, qui équipe la Clio et le Kangoo en entrée de gamme depuis le printemps 2001. Les ventes de la Clio explosent d'ailleurs grâce à ce nouveau moteur.

Pour remplacer les diesels 1.9l atmosphérique et Turbo de ces véhicules très diffusés notamment sur le marché des flottes, la direction de la Mécanique a développé la version Diesel du moteur K (notamment du K4M), dont les versions essence à 16 soupapes de 1.4 et 1.6 sont fort appréciées.

La cylindrée retenue est 1461 cm³, dopée par un petit turbo (rapidement en action) et équipée d'une injection Common Rail très performante, comme sur les camions. Le bloc en fonte, rigidifié pour rester silencieux accueille un vilebrequin en acier et une culasse à huit soupapes, dans laquelle est intégrée le collecteur d'admission.

Un moteur Diesel avec moins de vibrations

La rampe commune, adopte la forme la plus compacte possible puisqu'il s'agit d'une sphère, et la pompe d’injection qui délivre 1 400 bars, a pu être fixée directement à la culasse, améliorant ainsi la capacité et la résistance aux vibrations.

Le phénomène des vibrations sur un moteur Diesel est particulièrement important. Il s'agit d'un des principaux inconvénients de ce type de bloc.

L'emploi massif de matériaux, isolant le mieux possible le compartiment moteur de l'habitacle et assurant un meilleur amortissement du moteur est une solution pour réduire ces désagréments. Malheureusement, ces matériaux sont assez lourds ce qui provoque une hausse de la masse du véhicule. Le comportement de la voiture peut en pâtir et surtout, cela vient affecter la consommation.

Ce phénomène étant la résultante de l'injection du carburant, Renault, en collaboration avec Lucas ( Groupe Delphi) a donc étudié un nouveau injecteur pour le moteur K9K équipant la Clio et bientôt le Kangoo. Le principe est assez simple : un capteur de position est placé au siège des émissions de vibrations, sur le moteur, et informe en temps réel le calculateur de l'injecteur.

Ce dernier régule alors injection en injectant plus tôt ou plus tard le carburant permettant de réduire significativement les vibrations.

Injection de technologie

Partenaire de Renault dans le développement de ce moteur, Delphi Automotive Systems, qui est le premier équipementier mondial et qui a acquis Lucas Varity dernièrement, est un nouveau venu sur le marché en effervescence des « petits diesels ».

Ce nouveau fournisseur arrive avec des arguments convaincants : une injection directe Common Rail qui se distingue par l’extrême sophistication de son pilotage et donc, la puissance du calculateur associé.

Tout d’abord, pour compenser les dispersions industrielles issues de la fabrication des injecteurs, chacun d’eux est testé et étalonné en fin de chaîne de fabrication, et ses caractéristiques sont notées dans un code barre qui le suivra toute sa vie. Pendant le montage du véhicule, ces données sont chargées dans le calculateur, avec le logiciel de pilotage de l’injection et la cartographie.

Les caractéristiques individuelles de chaque injecteurs sont donc prises en compte pour calculer les paramètres d’injections propres à chaque cylindre, ce qui assure une grande homogénéité du fonctionnement du moteur. Alain Vignaud, responsable des Groupes Moto Propulseurs E et K à la direction de la Mécanique, rappelle que « la dispersion fonctionnelle des injecteurs, qui a tendance, sous l’effet des très hautes contraintes qu’ils subissent, à s’aggraver dans le temps, dégrade les prestations des moteurs diesels (bruits, fumées à l’échappement, consommation). Elles seront maintenue ici plus longtemps ».

Autre innovation, le pilotage des injecteurs est affiné par les informations fournies par un capteur de vibrations –accéléromètre- fixé sur le bloc moteur, analogue dans son fonctionnement au détecteur de cliquetis des moteurs à injection d’essence. Selon les vibrations mesurées, et au moyen d’un logiciel d’analyse assez élaboré, le calculateur corrige en temps réel le débit de pré-injection.

Il en résulte une maîtrise des bruits de combustion générés par le moteur et, pour l’utilisateur, un confort acoustique remarquable qui sera maintenu au fil des kilomètres. La consommation et le rejet d’émissions polluantes bénéficient également de cette précision de fonctionnement.

Une abeille remplace le bourdon

Cette escalade technologique porte ses fruits: dans un confort acoustique haut de gamme, les Clio et Kangoo –équipés de la version 65 ch.- font preuve d’une remarquable sobriété inédite et d’un entrain remarquable ; l’économie dépasse 1l/100 km par rapport aux F8Q (1.9l atmosphérique) et F9Q (1.9l turbo). La version équipée d’un échangeur de refroidissement de l’air d’admission, destinée à la Clio 2 restylée en Juin dernier, développe 80 ch. et 185 Nm de couple.

Mais elle se contente de 4.5l/100 km sur le cycle mixte européen, soit des émissions de CO2 inférieures à 120 g/km, valeur que la réglementation européenne impose à chaque constructeur de proposer sur au moins un véhicule de sa gamme.

De nombreuses évolutions en près de 20 ans

Des injecteurs piezo-electriques

Décliné sur une plage de puissance allant de 65 à 100ch. initialement, ce moteur voit depuis le début de sa carrière de nombreuses évolutions arriver. En 2005, ce bloc passe gagne 5 ch. (dCi 105) et hérite d'un couple en hausse de 20% (240 Nm à 2 000 tr/min contre 200 Nm initialement).

A la version 100ch. équipée de la rampe d'injection commune à haut de pression (1 600 bars) de 2ème génération, et du turbo à géométrie variable multi-ailette cette version bénéficient d'injecteurs à 6 trois à commande piézo-électriques qui remplacent les injecteurs de type « solénoïde » de la version 100 ch, qui améliore le temps de réaction de la commande.

La mise au point retenue autorise trois injections par cycle : injection pilote, injection principale et post-injection. Dosée de façon encore plus précise, l’injection pilote améliore l’acoustique en limitant les claquements diesel, notamment au ralenti. Quant à la post-injection, elle participe à la réduction des émissions en brûlant les suies produites pendant la combustion.

La consommation et les émissions polluantes restent ainsi les références de la catégorie, avec par exemple 123 g de CO2/km en cycle mixte sur la Clio III. Autre modification significative : la géométrie des pistons, qui permet au nouveau groupe motopropulseur de répondre aisément aux normes Euro 4.

Sur le plan acoustique, l’introduction d’un double volant amortisseur (DVA) supprime les effets de bourdonnement à bas régime. Un progrès renforcé par le développement d’un carter cylindre à grande face, l’implantation d’un quatrième point de suspension du groupe motopropulseur et l’utilisation de la multi-injection.

Le SCR généralisé dès 2018

Pour assurer la dépollution de son moteur, notamment en termes de NOx, Renault a longtemps utilisé sa technologie de NOx Trap , consistant à emprisonner les NOx puis à les détruire par un système de calayse.

Malgré tout, ce système ne s'est pas révélé performant sur un cycle normal d'utilisation, la plage de température optimum requise étant rarement atteinte. Consient des limites du dispositif, Renault a généralisé dès 2018 le SCR qui consiste à utiliser de l'urée pour détruire les NOx.

Un moteur au succès indéniable

En juin 2008, seulement 8 ans de commercialisation, plus de 5 millions d'unités du moteur 1.5 dCi sont sorties des chaînes de l'usine espagnole de Valladolid Motores.

Cette motorisation qui équipe de nombreux véhicules Renault - de la Twingo à la Laguna -, Dacia (notamment la Sandero) et Nissan, est saluée par les clients pour sa souplesse, son silence de fonctionnement, sa sobriété et ses performances environnementales remarquables, avec des émissions de CO2 de 113g/km (valeurs données pour la Twingo 1.5 dCi 65).